「載人登陸火星」在化學能動力時代是不切實際,甚至可以說是戰略欺騙嗎?為什麼?

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原題目:為什麼說「載人登陸火星」在化學能動力時代是不切實際的?甚至可以說是戰略欺騙?
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—太空探索和太空工業,也要遵循經濟規律。穩定、持續、高速地發展人類太空事業。

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2016年3月16日補充一些信息如下:

《探討:飛碟與人類飛船設計》

從現有公開資料看,飛碟(UFO不明飛行物)具有流線外形、被能量輝光圍繞、具備瞬間加速和轉彎能力。這些特徵都顯示出「飛碟UFO」可能採用了「空間飛行技術」——能量正比與空間和時間之積。也許,能量無限展開就形成了空間與時間結構,從而實現飛行。


歷史上,鳥兒在天空飛翔極大地提示了人類飛機設計的基本結構和技術方向。當今,飛碟UFO現象,也泄漏了大量關鍵得星際飛船設計信息,並一定程度上指明了人類飛船的設計方向。


是否存在這樣一種可能,新概念飛船的設計,能否在飛船外殼將能量無限展開為空間和時間之積,這樣,新生成的空間就把飛船與外在的宇宙空間完全隔絕開來,從而形成一個單獨的時空參考系,這樣,不僅突破光速障礙可能迎刃而解,而且,航行的加速度難題也會得到解決,甚至時間流逝問題也可以解決。


如果人類能早日掌握以「空間飛行技術」為代表的光速量級的宇航技術,我們就能早日維持最低限度的太陽系邊緣戰備巡航值班——光速飛船飛到1光年外的太陽系邊緣執行戰備巡航值班,往返至少要2年以上。至於未來的人類宇宙飛行技術能否突破光速障礙,只能等待人類基礎科學和應用科技的更多重大突破。


如果站在微觀世界的角度看宏觀世界,尤其是看現有的飛船設計,就會發現巨大的微觀技術缺陷問題——例如,站在中微子的角度看,中微子能以近乎光速自由穿行於宇宙、恆星、行星等一切物體而幾乎毫無阻攔或減速,那麼,同樣站在中微子的角度看現有的飛船設計及其飛行原理,飛船、行星、恆星等這些貌似緊密的宏觀物體,其內部「空曠程度」更像是網眼超大的破漁網,都是一張網眼超大的破漁網在同一個宏觀空間參考系中慢速飄行。

技術,限定了戰略。


謝邀。

有趣的問題。要詳細寫的話,可以寫得很長。看看知乎的小編或者果殼的 @姬十三 桑有沒有興趣約稿。 :D

(2.0版北京時間3月1日凌晨上線。增加若干乾貨,多掰掰DRA5.0。另,這將是一篇比較多梗的文,希望大家看得開心。)

簡單的說:單純使用化學火箭,是可以實現載人火星任務的。

化學火箭的劣勢是比沖不如更先進的技術,如核火箭、霍爾推進器那樣的離子電推進系統、及VASIMR(可變比沖磁控等離子體推進)。也就是說,推進劑的利用率不高。化學火箭真空中的比沖大概是400到450左右;核火箭是800起,可以達到1200;離子電推目前已有的型號,如NASA的NEXT,是3000到4500,可見的未來可以到10000;而VASIMR則是3萬起。

所以,簡單的說,用化學能火箭,只是需要從地球表面多發射些燃料上去,略費錢而已。開貼問題中的「不切實際」或者「戰略欺騙」並不成立。

而且,更先進的推進技術也都各自有各自的優缺點。如同很多工程系統集成上的問題一樣,需要作出取捨,也需要看效費比。

核火箭,或者具體說核熱能火箭,是一項非常接近成熟的技術。Nuclear Thermal Rocket, NTR(汗... NTR是NTR,但是,不是另外那個NTR哦,大家心中有沒有突然一萬隻謝霆鋒跑過...)其實在1960年代已經完成了地面試車,可以進入飛行實驗。當年的阿波羅計劃,第二級引擎的其中一個選項就是核火箭。但是,核火箭本身也有中子屏蔽的重量問題,以及萬一出事故時,核裂變燃料的安全問題。加上去月球,核火箭相對於傳統的化學火箭優勢並不明顯。最後還是選擇了成熟的化學火箭。

離子電推(Ion Thruster)目前也是成熟的技術,它的問題在於推力低,所以加速度慢。對於時效性較強的任務,如載人火星任務而言,並不是一個好選項。但是貨運則是一個可行的選項,多個離子電推進器並聯的設計,NASA本身和米國航太界的其他技術人員也都考慮過。一年多前,在參加一個NASA的公眾設計項目時,我的團隊就設計過29個電推並聯的推進級。紙面數據是貨運飛船重量為6.8噸時,初始加速度為每天增加90m/s(見圖0,不是吃毒蘋果掛掉的那個圖靈哦)

VASIMR 則是還在非常非常非常早期的預研階段,連實驗室樣機都還沒出來。只是用實驗證明過原理基本可行。

火星任務這一塊,我個人有一些經驗,過去一兩年里做過幾個NASA(美國太空總署,又稱我大拿沙)發放、跟火星有關的公眾設計項目。雖然沒有拿到大獎,但是其中一個項目拿到過Top 10,所以看過一些NASA目前及近未來的火星任務的設計及計劃。目前NASA的計劃依然是2030年代,也就是2030至2039年之間,實現載人火星任務。而目前的計劃中,用於去火星時從近地軌道進入地球-火星軌道的變軌機動(Trans-Mars Injection)、以及從火星軌道返回時使用的引擎技術有兩個選項,其中一個是傳統的化學火箭。另一個引擎選項就是核火箭。

目前,對於載人火星任務,NASA在用的任務設計參考仍然是2009年版的DRA 5.0。(封面見圖3)之後對這份DRA出過兩份補充文件,最新的一份是2014年的,但是基本的思路沒有大改。而NASA最近的一系列關於火星的研究和任務都是符合DRA5.0這份設計參考,或者說圍繞著DRA5.0中的目標穩步前進的。例如,在載人任務之前,必須在火星表面的預置一些設備,必須用到高超音速的氣球型減速降落傘(ballute,DRA5.0中的構想圖見圖1)。所以,過去一年,NASA都在用小型探空火箭在即將離開地球大氣層、大氣環境比較像火星大氣高層的地方試驗這個東西,而且,在2020年將會發射一次火星任務,實驗用這種減速傘進入火星大氣層。我在三個月前JPL開放日的時候,就在他們的裝配車間看到了火星實驗將會用到的飛行器。(見圖2)

圖0,本人團隊喪心病狂的並聯離子電推推進級設計:29個推進器並聯。(大家看這4張圖,有沒有自帶背景音樂 -- 「登!登!登!登登!登登登登登登登登...」)

圖1,DRA5.0中的氣球型減速降落傘

圖2,JPL裝配車間里的實驗飛行器,將於2020年測試氣球型減速降落傘。微博賬號 @panzerkom ,歡迎大家來粉哦 :D

圖3,DRA5.0封面

那麼,具體一點說,目前NASA的火星任務將會是什麼樣子的。執行任務的太空船又會是什麼樣子的呢?下面會慢慢看圖說話,詳細掰掰。

其實,《火星救援》那本小說號稱是近年來最「硬」的硬科幻,是有道理的。其中的很多理念都符合DRA5.0的計劃。(該不會是照抄的吧... &>_&<)其中,用無人任務在火星表面預置供宇航員居住的建築物,預置離開火星時使用的飛船,在火星表面生產部分推進劑,這些都是正確的。當然,如果看的是電影版,裡面那艘Hermes飛船就實在是太太太太太豪華了。目前NASA比較喜歡的地-火飛船,是圖4中用核火箭這樣的形態的。當然,用傳統化學火箭的後備設計也有,如圖5。如果沒錢上NTR,也只能用化學火箭了。(奇怪,為神馬腦海中突然浮現冠希兄的臉)

一個長期火星任務的耗時,可以看圖6。具體的說,在載人任務發射前的26個月,必須先用4次重型火箭發射,在近地軌道對接成兩艘貨運船。貨運船用350天到達火星。預置艙段降落在火星表面,開始製造部分用於最後離開火星的推進劑。載人任務發射由3次重型及一次中型發射組成,在近地軌道對接成地-火飛船,MTV。(Mars Transit Vehicle,不是唱歌的那個MTV哦。啊啊給我一杯忘情水,藕耨,呸呸呸)地火飛船有一個可拋棄式推進劑箱設計,在完成進入火星轉移軌道的變軌機動(TMI)後拋掉。載人任務去火星耗時大約180天。宇航員在火星表面500天(一年多呢)。然後,升空,對接,再用180天從火星軌道返回地球。

圖4a,用NTR的地火飛船形態:

圖4b,漂亮的東西要貼三遍嘛

圖4c,第三遍

圖5,化學能火箭的地火飛船。看著就無愛又無奈啊:

圖6,載人火星任務耗時示意圖。當年的Ares戰神系列火箭,現在都變成SLS了。(Hello Kitty 頭上的蝴蝶結都變成小花了,有木有?):


如果以速度增量作為單位計算地球到其他行星的距離,火星是距離地球最近的行星。

是不是使用化學能,對火星任務的影響,嚴格來講作用並不大。如果換成木星土星的衛星或者是水星,或許就可以說是戰略欺騙了。

從地球到火星,如果採用霍曼轉移軌道,全程消耗的速度增量,能夠用其他類型火箭代替化學火箭做功的,滿打滿算也只有4.3+2.7=7km/s,而對於從地球起飛,在火星降落以後再起飛的過程,只有靠化學火箭出力,這兩段距離所需要的速度增量之和至少是14km/s。而且在火星降落同樣可以選擇不進行圓軌直接大氣剎車的方式。
而根據奧伯特效應,從火星軌道返回地球所需速度增量相比2.7km/s其實還要更低。
到地球又是直接進大氣層。

所以更新的推進方式帶來的對近地軌道運力,以及對花費的減少並不明顯。

馮布勞恩1950年左右曾經在他的小說《the mars project》中計劃使用10艘近地軌道4000噸的大飛船和70名宇航員完成的火星計劃。由於他的假設基於那個年代的技術條件,未免規模顯得有些誇張,比如推進劑使用的還是硝酸和酒精。

到了60年代及以後nasa的一些規劃裡面,大概就是近地軌道600-1000噸的運力,就足以支撐一次火星任務。直到今天,在nasa的規劃當中一次發射需要的運力,大概也是6-10發sls,與當時600-1000噸運力的設想基本吻合。

到了90年代,又出現了在火星製取返回燃料的火星直擊計劃。——提前兩年先將返回用的ERV攜帶一定量的液氫和一台核反應堆發射到火星上,利用火星上的二氧化碳製取甲烷。

兩年後宇航員來到火星,再過兩年後坐ERV再次返回地球。火星救援上面返回地球使用的ERV就是這種模式,

純化學火箭的方式,在經濟性上來講真的是那麼不可行嗎?

NASA在1985年關於載人火星計劃的提出的預算,大概是200-300億美元(按照1985年購買力計算)。

到了2002年,NASA和ESA的火星規劃(NASA的就是之前提到過的火星直擊,歐盟採用的也是類似計劃)開發和首次發射的花費估計分別是265億和394億美元,第二次任務分別是52.2億和70.5億美元(2002年購買力)。

相比之下,按照購買力計算,阿波羅計劃無論是開發費用,還是執行任務的費用,其實都是高於火星直擊項目的。

這種規模的花費,說是不切實際恐怕是談不上的。蘋果公司的賬上的現金都夠贊助十幾次了。

最主要的還是去火星做什麼的問題。

之前有人喜歡拿載人航天比大航海,其實完全不一樣。

新大陸有玉米,番薯,黃金白銀,沃野千里,能夠自由地呼吸,換句話說就是利益,這是太空完全不可能比的。

太空探索不比大航海,沒有利益的驅使,短期內不可能有回報,驅使人的只有科學上的求知慾和對政治的需求了。

至於人類什麼時候能登上火星,不是成本問題,甚至也不是技術問題,更多的也不過是取決於人類對於未知世界的好奇心和政治上的需求了。


實際上化學能登火不是不可能,但是需要一些勇氣。祖布林近幾十年一直在宣揚他的火星直擊方案,具體來說就是發射兩艘飛船,第一艘攜帶足夠1000天的生存物質(發射質量40噸左右),第二艘就是一枚空載的100噸發射質量的兩級火箭(包含著陸和防熱系統,發射質量同樣控制在40噸左右)),兩艘飛船都不像海盜一樣進入環火軌道,而是像勇氣機遇好奇一樣直接進入火星大氣,靠火星大氣完成制動,整體著陸在火星表面。
返程需要的燃料就地生產,就像火星救援一樣(實際上火星救援的背景設定幾乎照搬了祖布林的趕往火星一書)。具體來說就是攜帶九噸左右的氫,然後在催化劑下與火星大氣中的二氧化碳發生甲烷化反應,這個反應是劇烈放熱反應,產生甲烷和水,水電離產物中的氫繼續參與反應,氧氣和甲烷通過斯特林熱機驅動的壓縮機液化。
返程飛船先於去程飛船一個軌道周期發射,去程飛船與下次任務的返程飛船在一個窗口發射,互相作為備份(這個概念同樣被火星救援借鑒)。
不過可行性嘛,你只需要記住祖布林是個瘋子就可以了。如果自信可以不被洗腦,可閱讀趕往火星一書。


經過幾十年的發展,化學火箭確實有了一定進步,但是對於深空探測最重要的比沖這個參數並沒有提高太多。
比沖指的是一定質量的推進劑用來產生一定推力,能夠堅持多長時間,也就是推進劑的利用效率,可以類比為汽車的油耗,因為宇宙中沒有加油站,所以這是深空最重要的指標。

化學火箭的比沖是450s,因為本質上是加熱來噴氣,加熱溫度越高比沖越大,氣體分子量越小,噴氣速度越快,比沖越大。而噴氣的溫度受到材料局限,噴氣的分子量受到燃料局限,所以對於比沖沒什麼改進潛力,在深空放棄化學火箭對於縮短飛行時間、降低飛船發射質量或者提高有效載荷是必須的。

核動力飛船發動機NERVA—— Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application,由洛斯阿拉莫斯實驗室1952年開始研究,以氫氣作為推進劑,通過核反應堆加熱噴出。雖然反應堆溫度還是受到材料限制,但是氫氣分子最輕,所以對比傳統化學火箭,可以實現比沖翻倍

這種核發動機進行過實際測試

Project Orion 核動力飛船(仔細看看下面圖注,左邊依次是適用於月球火星木星土星各個級別任務的飛船,右邊最粗壯的是美國空軍版本)

本質上是在屁股後面連續扔小型核彈,連接尾部圓盤的那些伸縮桿是用來緩衝增加舒適性的。
因為核爆炸在飛船外面,對於「推進劑」的加熱溫度不受到飛船材料限制,對比上面的核動力發動機,比沖會更高。
這種原理下的飛船,到達半人馬座阿爾法星(也就是三體所在的星系,單程不減速)可以限制在133年,需要花費是0.1年的美國GNP,$0.367 Trillion(數據來自wiki)

Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR)
這種發動機一般由太陽能電池板供電,用電磁波把推進劑加熱到太陽表面問題,形成等離子體(磁場約束),比沖為30,000秒。

NASA格倫研究中心 The Discovery II

利用托卡馬克,把核聚變產生的等離子體用來推進


在回答這個問題之前我不得不說一句

先問是不是,再問為什麼

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火箭上:
太空發射系統_百度百科
美國研製的新一代重型火箭,太空發射系統SLS,目的擺明了就是要超過土星五號。而且採取的技術都是成熟技術,成本不出意外的話也在能接受的範圍內。研製這麼重型的火箭,還搞個貨運版,你跟我說不是為了登陸火星,我就笑笑。

固體助推器採用的是太空梭固體助推器的改進型,已經測試成功
世界最大固體火箭助推器地面點火測試成功 人類踏上火星夢又近一步

芯一級發動機使用的是RS-25,別名SSME,太空梭主發動機,已經成功伴隨太空梭執行了132次任務。事實上,SLS初期就是要消化沒用掉的SSME庫存
太空梭主發動機

芯二級發動機採用J2X,當年土星五號第二級上J2發動機的改進型。洛克達因在自己以前研發的一款發動機上做改進,這個技術難度也不大。當年J2發動機成功執行了18次土星五號任務。

太空發射系統首飛定於2018年底,之後將執行近地、月球、小行星任務,最後目標:火星。
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計划上:
NASA 2033年登陸火衛一 2039年登陸火星
當然,按照NASA這個尿性,上面兩個時間八成是扯淡,看看就行。但是中間的工程估算應該假不了。預計登陸一次火衛一需要發射9枚SLS。登陸火星有不同的方案,但最變態的方案也不過才14枚SLS而已。

當時得知這個數字時我是震驚的,居然這麼便宜!

根據2012年的工程估算,一發SLS價格大概在5億美元左右(不考慮研發經費平攤,因為研發經費有專門撥款)。
作為參考,當年土星五號每枚也差不多4億多美元,但是美元已經貶值不知道多少倍了,換算到今天約400億美元左右。這是什麼概念啊!SLS超級便宜有沒有,哪怕成本控制一敗塗地,價格飆個幾倍,照樣也是超級便宜。
別的不說,NASA節衣縮食個幾年,經費也絕對夠了。
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現在的火箭,相比於六七十年代的火箭,在可靠性、經濟性(忽略ULA這種敲詐美國納稅人長達數十年的奇葩)上都不知道提高了多少倍。登陸火星的工程估算完全在合理區間以內,哪來欺騙一說?

當年登月的花費之巨,使美國難以負擔;而現在登陸火星,只是NASA經費節約個幾年的事情,甚至都能成為私企的目標(我說的就是SpaceX)。


不知道為什麼這麼說

幾乎可以肯定的是,火星以及小行星帶的前期開發都要依賴化學能動力的航天器。

和航海時代的開拓完全不同的是,太空探索至少在前期是十分重視可靠性和安全性的,因為無論是在國家主導還是私企主導的探索中,事故帶來的破壞是災難性的,可能會嚴重影響開拓者和支持者的信心。

而目前來說,化學能的載具基本已經非常可靠並且有足夠的運載能力,除了太空梭這種超越時代的產物。幾種新興的動力比如核能和電磁推進以及太陽帆還遠遠無法達到太空探索所要求的技術規模和技術儲備,從工程角度看,化學能依舊會是主流。

再從時間上說,載人火星任務大概還有二十年左右的準備期,就照目前的技術迭代和應用速度,應該難以改變化學能動力主導的地位,頂多會在一些不太重要的環節採用新的推進技術。

新動力的使用應該會在小行星開發階段開始,太空礦產的開發需要高效和廉價的推進系統,首推的應該是電磁推進,假如新材料方面有重大進步的話,太陽帆也很可能開始推廣。核能推進的話無法推測,因為核聚變目前還無法商用,沒有太多關於它的技術發展速度的指標,裂變推進感覺是個大坑,政治上扯皮太多,技術還是積累了不少,但是難以對私企進行授權和技術轉移,小型化上一直做不太好,所以還是乖乖先看古老的化學火箭吧,就像摩爾定律一樣,總是能挖點新東西出來的。


採用脈衝推進方式(包括化學火箭、NTP)的火星任務,能量最優軌道是霍曼轉移軌道。如果採用合式軌道方案,即在火星停留450天左右、往返均採用霍曼轉移軌道,則全程速度增量在10km/s左右,如果推進系統比沖是450s,那麼意味著飛船質量的90%是燃料,這還不包括燃料貯艙和推進器的結構質量。美國的DRA系列採用「人貨分離」方案,就是像《火星救援》那樣,將上升飛行器、HAB等任務載荷提前送達火星,即便如此,航天員乘坐的的飛船的地球低軌質量也高達850t。歐空局曾經也提出過載人火星「奧羅拉」計劃,該計劃偏於保守,把航天員和所有設備全部搞進一個飛船里,導致該飛船的質量高達1541t,相比之下,興師動眾歷經數年之久才建成的國際空間站,IMLEO只有400t。

相較於脈衝推進,連續推進比沖高(2000s-10000s),儘管速度增量略大於脈衝推進,但燃料消耗少得驚人。以2033年某次發射機會為例,同樣採用在火星停留450天的合式軌道,比沖為3000s的連續推進飛船全程速度增量12km/s,燃料佔總重的比例僅有40%,換言之,火星飛船的質量可以降低到200t級。然而當前的小推力發動機的功率太小,距離實用還有距離;同時連續推進方式在節省燃料的同時,需要付出發電裝置和推進系統結構質量增加的代價。目前太陽能電推進的推進系統比質量(質量/功率)在50kg/kW級別,這對於載人飛船還是太高了,如要達到上面一位知友所說「幾周內到達火星」的推力要求,那麼即便是比質量達到1kg/kW(當今技術水平的五十分之一!),飛船也得背著一個幾十噸重的發電站飛來飛去。


採用化學燃料的火箭往返於火星的旅程要500天,這麼漫長的時間裡,一直生活在下載的宇宙飛船,失重環境,宇航員生存是非常困難的,其可行性一直遭到質疑。

而NASA目前正在研究的等離子推進系統,可以長時間給宇宙飛船加速,到達火星的世界會縮短至6個星期,目前來看是登陸火星很有潛力的方案。


為何登錄通過化學原料登錄火星是不划算的,我們可以經濟的角度來進行一個分析。首先這肯定是一個巨大的科研項目(甚至人類有史以來最大的)。那麼這個項目的收益是什麼?這就立刻可以發現為何使用已經較成熟的技術來登錄火星並不划算。政府在考慮巨大的科研項目的時候考慮是多方面的,對理論的檢驗,軍事價值,民用工程價值,宣傳造勢價值等等。

很顯然就對理論的檢驗來說,登錄火星的價值並不高,人們確實花費大量金錢來檢驗很多東西,但這些主要集中在最新的科研理論前沿。例如各種高能粒子的研究項目。實際上是現代最大的單體科研投入。而登錄火星對前沿科研價值相對較小,產生論文的能力相對較弱。尤其是成熟的化學燃料火箭。

軍事價值,往往是使得一個國家不記成本來進行研發的一個主要推動力。事實上科技上的重大突破往往源於軍事研發,一戰的內燃機,飛機,化工產業,二戰的火箭,核工業,計算機。戰後的互聯網。事實上我們會發現現代社會一些最重要的技術,往往起源於軍事研究。原因在於,軍事研發相對的更能容忍高成本,更適合一些暫時不能盈利的項目。我們考慮兩個人類最大的科研項目,麥哈頓原子彈,登月。他們的軍事背景都是相當強的。登月的許多技術對於提升核威懾能力的意義不言自明。

民用工程價值,幾乎沒有。如果一個項目有自然盈利的能力 自然會吸引大量的資本進入,正如當前的民用航天市場,核電領域。一個領域拜託對政府經費的依賴才算真正技術成熟,開始對人類有可見的貢獻。從這個角度來說,很多項目的投入很值得,例如原子彈,互聯網,火箭。即使當初出身於軍事研究,如今即使沒有政府科研支持,軍事研究投入。一樣可以大規模存在,從這個角度,登月並不成功。當然登月極大的發展了航天導彈技術,間接價值相當高。

宣傳造勢,這個是目前登陸火星最大的價值,所以也給人一種騙局感。這種價值的邊際效用是極大衰減的,所以美國人也並不持續登月活動。蘇聯人在美國人搶先之後,並不熱衷於此。只有第一突破才有巨大的宣傳意義。阿姆斯特朗也許眾人皆知,那麼誰知道誰第100個登上太空?而且這種價值往往在競爭中更能體現,當初登月可以提現美國制度的優越性,如今登陸火星又是為何?美國的航天優勢使得這種需求並不迫切。

而且,登錄火星非常非常貴,幾乎可以肯定低於500億刀的估算是故意壓縮經費預期騙項目。為什麼不把這些科研經費投入到看起來效率更高的領域?目前的航天領域,地球軌道發射已經吸引了大量的資本。除此之外的非地球軌道發射似乎看不到這一點。

經濟總量越發展,人們可以承受5的科研項目也就越大,登錄火星是可以預期的肯定會有的,而且一定能實現的項目,實現的時間應該在50-1000年之間(這個估計之所以這麼寬泛,主要是化學火箭登錄火星的民用工程價值實在太悲觀。理性的決策者不應該考慮這個科研項目,除非他已經是民用航天項目的一個自然延生)。但就目前來說他的優先順序並不高。其實我傾向於認為,至少在一萬年內,星際殖民活動並無什麼市場價值,甚至終人類歷史,人類走出太陽系都沒什麼希望。因為,即使是聚變火箭,貌似也沒理論上的可能。
宇宙確實很大,有時候超過了人類的想像力。不過誰知道呢,一千年前,甚至連大氣飛行都只存在於人類的想像,至於登錄火星,我貌似並不知曉類似的傳說(登錄月亮倒是大量存在)。託大爆炸理論的福,我們的想像力至少是非常恐怖了,想到了至少有了方向,而不是一片黑暗。


首先從純技術的角度來講,化學能火箭完全有能力讓人類登上火星,只是效率非常低下。

簡單一點講,化學能火箭的推力有限,由於燃料的重量導致效率有限,想要發射更重的物體到同樣的加速度(dv),會導致第一級火箭變得非常龐大,但是這不代表載人登火是不可能的,事實上現在提出的登陸火星的計劃都是以多箭發射,太空對接,統一轉移的方式。只要發射的火箭足夠多,就能夠在太空對接出擁有足夠加速度能夠轉移到火星的飛行器。


火星距離地球雖然很遠,但是從航天的角度上來講並不是那麼的遠,只要選對窗口,所需要的加速度是完全可以由化學火箭解決的,據我所知從地球和火星的轉移軌道所需要的加速度還低於火箭升空的加速度要求,再不濟在太空對接出一條完整的兩級半火箭也可以到達火星。最後的登陸階段美國也開了不少腦洞,再加上火星有大氣,總的來說不會消耗太多燃料。


但是這不代表化學火箭就完全可行,因為化學火箭的效率問題導致航天器只能老老實實地轉移,也就是說到火星需要五百天之久,所以生命維持補給也需要佔一個非常大的重量,再加上登陸火星以後的長期生命維持和食物種植的設備,會給航天器造成不小的負擔。而且剛才也提到,化學火箭想要飛到火星需要很多次發射進行組裝,這個成本應該說是相當高的,而且火星登陸並不能帶來直接的產能提升,又冒著巨大的風險,看起來感覺得不償失。


但是我個人認為,以上的兩個問題不是不能解決。首先火星長期的生活設備可以與航天員分開發射,然後通過精確降落在火星陸地上匯合,或者火星軌道對接也可以。並且,登陸火星所導致的間接收益是非常巨大的,對於私人企業比如SpaceX來講,如果它能夠成功載人登陸火星,那接下來的二三十年就不用擔心沒人找他發火箭了,其廣告效應是巨大的。


另外,只要能夠成功登陸火星,就證明人類殖民外太空的機會是實實在在的,就會有無數的投機者想要在這個新一代入口級產業里撈一筆,而且可能完全不惜代價地去競爭,而登陸火星的只有一家公司,其技術又很難在短期內被複制,你就可以想像這家公司或者國家,能夠從中獲利多少,就是一種壟斷。


而且就算不會壟斷,有其他公司或者國家追趕上了這個技術,火星載人發射也將在很長一段時間內處於供不應求的狀態,不說發射能賺多少,就是在地球上吹概念就能賺得盆滿缽滿。

所以總結來說,我覺得化學火箭載人登陸火星不是騙局,不是別人公司想要通過這個來兜錢,而且這個如果做成了真的能兜不知道多少錢,所以才拚命去做,SpaceX的一級火箭回收,SLS重型火箭研製,都有在為火星載人登陸做準備的意思,所以不是不可能,不能說是騙局,但是也不排除有人想趁著別人幹事的時候吹吹概念撈一筆的。


化學火箭直達火星在不計成本情況下是可以的,鋼鐵俠不是提出捆幾十個火箭一塊發射嗎,但考慮成本,最好的方式是在地球火星之間建n個無人的中間太空站做補給,類似驛站,已經有科學家提出在月球軌道放個太空站了


化學能火箭不會成為未來,需要更高級的技術


有請章北海~


不是不現實,關鍵是沒錢。距估計,以目前的技術,登陸火星大約需要5000億美元,哪來那麼多錢啊


俄國人不是在做兆瓦級核電推么?
10個100kw核電推並聯成1mw組元
10個1mw組元並聯成10mw
足夠飛往火星了。


大推力火箭(土星五號加強級別+4助推器強行提高運載能力) 分批次發射相關飛船 補給品 要提前預製放在預定登陸點 為了提高安全冗餘度。預先在環繞火星的軌道上放置通信衛星和備用救急飛船。總的來說要用最壞的條件設置來保證安全。假設正常計劃的返回艙出現問題登陸地點還有備用的重入太空的運載器。先從繞火再嘗試登火。畢竟5800萬千米就算是光也有190s延遲。要有太空燃料加註技術預先在環繞火星的軌道上預製專門用來存放應急用加註燃料的貨運飛船。最後還要有用機器人探測的合適登陸點作為情報分析!


最後一張圖是在Mac壁紙上改的吧?那是仙女座星系M31的圖片啊,怎麼變成了銀河系?


現在人工智慧技術成為了新的熱點,或許未這樣的任務都沒必要載人就可以干更多的事情


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5歲的兒子問我什麼是黑洞和蟲洞,兩者有什麼區別?
太空探索的意義是什麼?
太空梭亞特蘭蒂斯號的退役意味著太空探索進入低潮期嗎?
人類有沒有可能是現階段宇宙的頂級種族?

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